國家發(fā)展改革委員會和國家能源局在2016年發(fā)布的《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略(2016-2030)》中提出，在2030年非化石能源發(fā)電量比重爭取達到50%，這意味著傳統(tǒng)電力/電網(wǎng)系統(tǒng)中的電源配置，輸電規(guī)劃和控制方案等方面都需要作出調(diào)整。目前，儲能技術(shù)在提高電力/電網(wǎng)系統(tǒng)對新能源的接納能力、電網(wǎng)調(diào)頻、提高電能質(zhì)量和電力可靠性等方面的重要作用受到國際上的廣泛認可，是提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟性和安全性的重要手段。

從廣義上講，儲能技術(shù)即能量存儲，是指通過一種介質(zhì)或者設(shè)備，把一種能量形式用同一種或者轉(zhuǎn)換成另一種能量形式存儲起來，在應(yīng)用需要時再以特定能量形式釋放出來的循環(huán)過程，大致可以分為物理儲能、電化學(xué)儲能以及電磁儲能三種。物理儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等;電化學(xué)儲能主要包括鉛酸電池儲能、鋰離子電池、液流電池等;電磁儲能主要包括超級電容器儲能、超導(dǎo)儲能等。

電化學(xué)儲能技術(shù)在全球市場的應(yīng)用

近年來，全球儲能市場的快速增長得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。而多家調(diào)研機構(gòu)的調(diào)查報告也在不斷提高對儲能系統(tǒng)投資和部署的預(yù)期。其中，電化學(xué)儲能技術(shù)以其在適用性、效率、壽命、充放電、重量和便攜式方面的優(yōu)勢，發(fā)展勢頭迅猛。截至2019年6月底，全球已投運的電化學(xué)儲能項目的累計裝機規(guī)模為7427.5MW，占全球儲能市場的4.1%，同比增長105%。2019年三季度，全球新增投運電化學(xué)儲能項目裝機規(guī)模149.6MW，從技術(shù)分布上看，也幾乎全部應(yīng)用了鋰離子電池?？梢姡囯x子電池儲能系統(tǒng)是增長最快的儲能技術(shù)。

從裝機規(guī)?？矗樗钅苋允俏覈鴥δ苁袌龅闹饕M成部分。截至2018年年底，我國投運的儲能項目累計裝機約3120萬千瓦，抽水蓄能裝機為2999萬千瓦，占儲能總裝機規(guī)模的96%;但是，其建設(shè)對地理條件要求比較高，建設(shè)周期較長，單體容量大，難以尋找合適的貼近于負荷中心的應(yīng)用建設(shè)場地。

除了抽水蓄能，我國其余電儲能基本上是各類電化學(xué)儲能。電化學(xué)儲能具有單體容量小、施工安裝難度小、建設(shè)速度快，能夠貼近負荷、各類新能源靈活配置的特點。隨著近年來電化學(xué)儲能技術(shù)的不斷成熟、成本的快速下降，我國電化學(xué)儲能增長迅速。2019年三季度，中國新增投運電化學(xué)儲能項目裝機規(guī)模78.2MW，環(huán)比增長29.3%，值得一提的事，其中幾乎全部應(yīng)用了綜合表現(xiàn)優(yōu)秀的鋰離子電池。

無論是功率型還是能量型的應(yīng)用，鋰離子電池均有較好表現(xiàn)，且工程實施性好，應(yīng)用范圍較廣。伴隨著電動汽車的快速發(fā)展，鋰離子電池的研發(fā)生產(chǎn)已有規(guī)模效應(yīng)，造價成本下降趨勢較快。相比其他電化學(xué)儲能技術(shù)，鋰離子電池綜合性價比高，實際應(yīng)用規(guī)模也最大。

但是，鋰離子電池的安全性問題也成為了行業(yè)所關(guān)注的重點。自2017年8月起，韓國已經(jīng)發(fā)生了27起儲能電站火災(zāi)事故，其中17起為鋰電池應(yīng)用的儲能系統(tǒng)。從技術(shù)角度分析，鋰離子電池在過充過放、過熱、機械碰撞等內(nèi)外部因素的作用下，容易引起電池隔膜崩潰、內(nèi)部短路，從而導(dǎo)致熱失控的發(fā)生，這是鋰離子電池發(fā)生安全問題的根本原因。此外，鋰離子電池目前采用的有機溶劑的電解液大多屬于易燃或可燃液體，這又增加了其發(fā)生火災(zāi)的隱患。

鋰電池技術(shù)正在尋求創(chuàng)新突破

為了提高鋰電池儲能系統(tǒng)的安全可靠性、能源效率以及其他方面的性能，近年來，全球多家電池科技公司在多年的研發(fā)基礎(chǔ)上取得了一定的技術(shù)性突破，并有部分技術(shù)經(jīng)過多年研究，正在向商業(yè)化的道路前進。

Solid Power固態(tài)電池制造商研發(fā)的新型固態(tài)電池，不僅用鋰金屬材料代替石墨陽極，而且用一塊固體件(通常是陶瓷、玻璃或阻燃聚合物)來代替液體電解質(zhì)和隔膜，這項正在開發(fā)的電池將提高至少50%的能量密度。

瑞士電池科技公司英諾利Innolith經(jīng)過10年的研發(fā)，推出了基于不可燃無機電解液技術(shù)的鋰離子電池，此類電池具有高能量密度及穩(wěn)定安全的特性。英諾利的首款產(chǎn)品P1已經(jīng)在美國PJM電網(wǎng)系統(tǒng)中運行了2年，為電網(wǎng)提供調(diào)頻服務(wù)，并在2017年得到了 UL(美國保險商試驗所 Underwriter Laboratories Inc) 的認證。相關(guān)團隊在德國第三方實驗室對P1產(chǎn)品進行了連續(xù)五年不間斷的測試，循環(huán)充放次數(shù)超過50000次，充放深度從0到100%，比有機電解液的鋰電池循環(huán)充放次數(shù)提高了近10倍。

國內(nèi)著名的電池制造商寧德時代曾宣布將推出一款長循環(huán)壽命磷酸鐵鋰電池，使用壽命可以超過15年，單體循環(huán)超過15000次。據(jù)稱電池環(huán)境適應(yīng)性強，能夠很好地滿足儲能工況要求，將會是目前應(yīng)用于儲能市場的鋰離子電池技術(shù)路線的一個很好的選擇。

近日，復(fù)旦大學(xué)研究團隊提出了關(guān)于鋰氧氣電池正極材料的智能化設(shè)計理念，利用超組裝的多孔CeO2/C框架材料用作正極催化劑，實現(xiàn)了Li2O2薄膜在充放電過程中高效可逆地智能化吸附和分解，從而獲得了鋰氧氣電池穩(wěn)定的長循環(huán)壽命和優(yōu)異的倍率性能。

未來，隨著世界從化石燃料轉(zhuǎn)向存儲電力，這些突破性的電池技術(shù)平臺有望為儲能行業(yè)帶來突破性的創(chuàng)新發(fā)展。